Ciência dos Materiais I - Ensaios de materiais I

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1 Página 1 de 5 MENU PRINCIPAL CONTEUDO TÉCNICO DOWNLOAD CONTATO ENTRETENIMENTO LOGIN search.... Home PAINEL Ciência dos Materiais Ciência dos Materiais I - Ensaios de materiais I Ciência dos Materiais I - Ensaios de materiais I WRITTEN BY MARCOS CASSIANO 11 MARCH 2010 Introdução Características de materiais obtidas através dos ensaios são fundamentais para o dimensionamento de elementos estruturais. Podese definir ensaio como a observação do comportamento de um material quando submetido à ação de agentes externos como esforços e outros. Os ensaios são executados sob condições padronizadas, em geral definidas por normas, de forma que seus resultados sejam significativos para cada material e possam ser facilmente comparados. Por enquanto, estão informados aqui apenas os ensaios de tração, dureza e fadiga, que são bastante usados para aços e outros materiais, inclusive para alguns não metálicos. Ensaio de tração No ensaio de tração, uma amostra do material (corpo de prova) é submetida a um esforço longitudinal. O corpo de prova tem dimensões padronizadas definidas por normas. As extremidades recebem garras do equipamento de medição. A Figura 01 (a) mostra um arranjo básico, apenas ilustrativo e sem escalas. Na condição inicial, a parte central tem um comprimento L 0 e área transversal S 0. O equipamento de ensaio aplica gradativamente, a partir do zero, uma força de tração no corpo de prova. Assim, de forma genérica, pode-se dizer que, a cada valor de força aplicada F, corresponde uma deformação ΔL do corpo.

2 Página 2 de 5 Fig 01 Continuando o aumento da força F, chega-se, como em (c) da figura, ao ponto de ruptura do material, finalizando o ensaio. Em princípio, seria possível estudar a relação F versus ΔL, mas o resultado ficaria dependente do material e das dimensões do corpo de prova. Para obter resultados dependentes apenas do material, são usadas grandezas relativas. No lugar da força, é usada a tensão de tração σ, que é a relação entre força e área da seção transversal. No ensaio, considera-se apenas a área inicial do corpo: #A.1# E, no lugar da deformação absoluta, é usada a deformação relativa ao comprimento inicial L 0 : #B.1# O valor de ε pode também ser dado em percentual, bastando multiplicar a igualdade anterior por 100. E gráficos aproximados da relação tensão x deformação podem ser vistos na Figura 02. Fig 02 (a) é uma curva típica para aços de alta resistência.

3 Página 3 de 5 (b) curva para aços de baixo / médio carbono. (c) para ferro fundido cinzento. (d) para materiais bastante maleáveis como cobre. Considera-se agora a curva que tem mais fases distintas, que é (b) da Figura 02 (aços de baixa dureza). A Figura 04 mostra a curva típica e a Figura 03 dá uma ampliação da parte inicial 0E. Um material é dito ter comportamento elástico se, uma vez removido o esforço, as dimensões retornam àquelas antes da sua aplicação, isto é, não há deformações permanentes. Fig 03 O trecho 0L da Figura 03 é a região elástica do material, ou seja, o comprimento retorna ao valor L 0 se o ensaio for interrompido nessa região. A tensão máxima correspondente é o limite de elasticidade σ L do material. Dentro da região elástica, no trecho 0P, a tensão é proporcional à deformação, isto é, o material obedece à lei de Hooke: #C.1# Onde E é o módulo de elasticidade do material (não tem relação com o ponto E da curva). Para aços, um valor típico de E é 2, MPa. Portanto, a tensão σ P é o limite de proporcionalidade do material. O ponto L marca o início da região plástica ou escoamento do material, significando a existência de deformações residuais permanentes. É usual considerar início ou limite de escoamento σ E a tensão que produz uma deformação residual: ε = 0,002 ou 0,2% (ponto E conforme Figura 03).

4 Página 4 de 5 Em referências de língua inglesa, é comum o uso da letra Y ("yield") para esse limite (σ Y ou S Y ). Fig 04 Depois do limite de escoamento há uma significativa redução da área da seção transversal e a tensão real segue algo como a curva tracejada da Figura 04. Mas a convenção é usar tensão aparente, em relação à área inicial. Em B da Figura 04 ocorre a tensão máxima e, em R, a ruptura do corpo de prova. A tensão σ B é a tensão máxima, também denominada resistência à tração do material. Em referências de língua inglesa, esse valor pode ser representado por σ U ou S U ("ultimate strength"). É também comum o uso da expressão "tensile strength" para esse parâmetro. A tensão em R é a tensão de ruptura σ R ou "breaking strength" em inglês. Conforme já visto na Figura 02, materiais duros como ferro fundido não apresentam esses valores distintos e, portanto, a tensão máxima é a própria tensão de ruptura. Hits: 81 This Comentarios (0) RSS feed Comments Mostrar/Esconder comentarios Escreva seu Comentario Mostrar/Esconder formulario de comentarios

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